波浪能发电系统的振荡浮子结构优化

发布时间：2020-07-09 07:10

【摘要】：当今社会最热门的两大问题是能源紧缺与环境污染，波浪能以环保、可循环利用和储存量大等优点成为世界上可再生能源领域的研究热点之一。长期以来，世界上各个国家投入了大量的精力及财力来研究波浪能，并研制出了多种波浪能发电装置。本文简单介绍了波浪能发电装置的研究背景及现阶段国内外研究状况，分析了波浪能发电装置的发电原理，并对波能发电装置所涉及的波浪理论进行了简单的介绍。在此基础上，主要针对振荡浮子式波能发电装置的振荡浮子进行研究，做了以下工作： 1.运用波浪理论对振荡浮子式波能发电装置的振荡浮子动力学特性进行了分析，其动力学特性的分析结果表明影响浮子捕捉波浪能效率的主要因素为浮子的振幅、垂直速度、垂直加速度以及其波浪力的大小。 2.运用AQWA软件对八种常见振荡浮子结构的水动力学特性进行了模拟计算，获得了振荡浮子垂直方向的波浪力、加速度、速度及位置等动力学参数。通过对八种振荡浮子动力学参数的分析，获得了适合厦门海况的最佳振荡浮子结构形式。 3.在上述所确定的最佳振荡浮子结构形式基础上，采用序列二次规划方法，对振荡浮子主要结构参数进行了优化，获得了一组最佳的浮子结构参数。在该组结构参数下，振荡浮子振动与波浪振动最易发生共振，此时振荡浮子振幅最大，捕获波浪能最多。
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM612;P743.2
【图文】：

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表 1.1 全球海洋能资源的储量理论储量(kW) 技术可利用量(kW) 实际可开发量(kW)波浪能 3 1091 1093 108潮汐能 3 1091 1083 107海流能 6 1083 1083 107盐差能 3 10103 1093 108温差能 4 10102 1083 108从世界波浪能密度分布[9]来看（见图 1.1），环太平洋和环大西洋沿岸地区波浪能密度最高。并且环大西洋沿岸国家多为发达国家，对于能源需求量很高，所以环大西洋国家充分的利用了这种地理优势，尤其是欧洲的大西洋沿岸国家，对于波浪能的研究是非常重视的，如英国、法国、挪威、美国等国。

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图 1.2 我国的波浪能量级对比情况根据调查和波浪资料统计，我国沿海岸线理论波浪能约为 1.285 107kW，这些波浪能在沿海岸线上是分布不均匀的。我国各省波浪能分布[11－14]如图 1.3 所示，其中台湾省最多，约为 4.29 106kW，浙江、广东、福建和山东四省沿海波浪能则约占全国的一半左右，约为 7.06 106kW。其余各省则很少。图 1.3 表明，我国波浪能资源分布是很不均衡的。虽然，我国沿岸有不少波浪能资源较丰富、开发条件比较好的地区。但是就地区而言，首选是福建、浙江沿岸，作为波浪能重点开发利用地区；其次，广东东部、长江口和山东半岛南部沿岸，也可以选择条件较好的地区开发和利用[15]。

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【参考文献】